環保視角下城市供暖熱源的科學利用

季鵬程

研究得知，我國冬季供暖面積以年均約to%的速度增長，供暖面積的不斷擴大，帶來的環境污染問題也越來越嚴重，尤其是北方城市，近年來持續的霧霾天氣給人們日常生活帶來的不便，這就使得傳統供暖方式受到極大限制，鑒于此，本文對環保視角下城市供暖熱源的科學利用進行深入分析。

在環境污染日趨嚴重的大背景下，節能降耗已經成為當今社會發展的主要趨勢。尤其對于北方城市而言，冬季漫長而且寒冷，供暖周期長，能源消耗巨大，況巨冬季是霧霾天氣頻發的季節，供暖過程中化石能源燃料燃燒所釋放的煙塵是導致霧霾的主要原因之一。因此，需要迫切加快清潔能源的適用范圍，制定出一套可持續發展戰略，減少大氣污染物的排放，這其中需要政府部門應該加強引導，加大生態環境保護治理力度，重點解決燃煤污染問題，因地制宜全面實施以電代煤、以氣代煤的改造方案，盡可能利用清潔能源，提升清潔供暖在北方冬季供暖中的比重。（楊立權，王琪，劉姍姍.太陽能采暖系統應用現狀及發展[J].農業與技術，2016，36（01）：）

1、北方地區冬季供暖現狀評價

我國北方地區冬季寒冷，北京、天津、河北、山西、內蒙、遼寧、吉林、黑龍江、山東、陜西、甘肅、寧夏、新疆、青海及河南部分地區多數為傳統采暖區域，城鎮集中供熱以熱電聯產、鍋爐為主，在城鄉結合部、農村等地區，則多采用分散供暖，大量使用火炕、爐灶或者土暖氣供暖，少部分采用天然氣、電、可再生能源供暖。近年來，我國北方城市冬季供暖面積不斷擴大，熱電聯產、燃氣鍋爐及其他新型供熱方式的供熱面積及比例也有所增加，由于供暖和供冷的能源消費大幅增加，對煤炭供應和環境造成了巨大壓力，現階段在采暖斯頻繁發生霧霾的原因之一就是冬季采暖燃用煤炭，特別是在城市周邊及縣城、農村等區域大量散煤被用作取暖燃料，加劇了北方區域的霧霾的發生。

要加快解決環境污染問題，打好藍天保衛戰，就必須重點解決二氧化硫、氮氧化物排放量，降低大氣中PM2.5的含量。針對北方城市冬季供暖問題，需要加決清潔能源的普及程度，完成散煤綜合治理，因地制宜，大力推進以電代煤、以氣代煤改造方案的實施進程，全部淘汰地級以上城市建成區燃煤小鍋爐，加大燃煤電廠超低排放和節能降耗的改造，優先利用可再生能源，改善城市人居生活環境。

2、清潔供暖方案的利用

清潔取暖是指利用天然氣、電、地熱、生物質、太陽能、工業余熱、清潔化燃煤（超低排放）、核能等清潔能源，通過高效用能系統實現低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物排放和能源消耗為目標的取暖全過程，涉及清潔熱源、高效輸配管網（熱網）、節能建筑（熱用戶）等環節。國家能源局將從推動風電與取暖用戶直接交易，提升天然氣供應能力，積極推進生物質、地熱、太陽能等可再生能源取暖等方面，推進清潔能源利用。率先在京津冀及周邊地區取得明顯成效，督促地方政府做好新舊供暖方式的銜接，確保人民群眾溫暖過冬。（郭森，馬致遠等.我國地熱供暖的現狀及展望[J].西北地質，2016，48（04））下文就對環保視角下城市供暖方案進行詳細分析。

2.1、清潔燃煤供暖模式

對北方地區大型燃煤機組進行改造，使用清潔燃煤供暖，減少大氣污染物的排放，在提升能源使用效率的同附還能降低環境污染。現階段，煤炭依然是成本較低的供暖方式，使用清潔煤炭需要對北方城市大型純凝機組進行熱電聯產，使用新型抽凝式背機組，增加供熱管道，采用低溫余熱技術以及高背壓凝汽器等回收電廠內余熱進行集中供熱，新建項目采用背壓機組，燃煤機組與大型集中燃煤鍋爐實行聯合調度運行，此外，還可以采用靈活性改造提高供熱機組對電網的適應能力等。

2.2、天燃氣傭廢模式

天然氣供暖主要是使用天然氣為燃料，進行集中供暖或者是通過壁掛鍋爐以及分散式供暖設備進行供暖。供暖方式包括：有燃機熱電聯產、天燃氣分布式能源、燃氣鍋爐以及分戶式壁掛鍋爐等。其中燃機熱電聯產主要以大中城市為主，特別是以"2+26"城市為重點，在城市劃定的無煤、限煤區域內替代燃煤鍋爐及散燒煤。在天然氣供應有保障、居民可以承擔較高熱費的縣城區域也可考慮發展天然氣熱電聯產。燃氣分布式能源主要集中在城市內的高檔社區、商業區及大型公共建筑。

2.3、新能源供暖模式

本文研究的新能源主要有太陽能和空氣熱源，其中太陽能輔助電加熱供暖利用白天太陽能輻射，通過集熱板轉化成熱量供系統使用，系統熱負荷不足時由電加熱器提供，太陽能輔助電加熱供暖系統，如下圖1所示。空氣源熱泵技術是一種節能、環保制熱技術，通過自然能獲取低溫熱源，經系統高效集熱整合后成為高溫熱源，用來供暖或供應熱水，整個系統集熱效率較高。通過對北京地區煤改電項目實際調研發現，冬季空氣源熱泵供暖的COP可達2.5左右。

綜上所述，伴隨著能源危機以及環境污染問題的日趨嚴重，人們對改善環境、提升生活質量的需求越來越迫切，尤其是北方城市在環保視角下的清潔供暖方案，在北方城市需要全面發展集中供暖，分散供暖為輔的方案，力口決清潔能源的使用率，逐步拆除燃煤鍋爐。城鄉結合部以及農村地區可以優先使用地熱、生物能以及太陽能等多種清潔能源的使用，有條件的可以發展天然氣和空氣熱源，因地制宜，最大限度的提升集中供暖的覆蓋面積。